专利名称：基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及小麦穗部形态参数测量技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的 小麦穗部形态参数无损测量装置。
背景技术：
小麦是我国主要粮食作物之一，其产量的高低和品质的优劣直接影响着人们的生 活需要，而小麦的生长状况主要通过外部特征表现出来观测的，其中穗部特征参数尤为重 要，是育种和新品种鉴定的重要参数指标。目前测量小麦穗部形态主要采用目测和手工测 量的方法，且研究较多的是以小麦整体植株形态、小麦籽粒形态为测量对象，从整棵植株或 从小麦植株上提取一部分后，用采集模块对其进行图像采集，采集模块与计算机相连，并通 过数据传输电缆将采集结果传输到计算机上，在计算机中保存并进行处理分析。现有技术 的方法无法在保证植株无损的前提下实现对小麦穗部形态参数的无损测量；而且必须与计 算机相连以此来提供电源，无法脱机操作，不便于便携和安装，限制了装置的使用；且该装 置体积大，没有茎秆的夹持装置，不够灵活，对由于外界环境造成的影响无法控制。

实用新型内容(一)技术问题本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种可在不损坏小麦植株的前提下， 在田间直接用于提取小麦穗部外部形态特征的装置。本实用新型要解决的另一个技术问题是防止测量装置采集图像时外界条件变化 对样品造成的影响。本实用新型要解决的再一个技术问题是减小装置体积、提高装置测量效率。( 二 )技术方案为达到所述目的，本实用新型提供了一种基于机器视觉的小麦穗部形态参数无 损测量装置，该装置包括图像采集器，用于采集待测小麦穗部图像并发送至控制器；控制 器，用于向所述图像采集器发送控制信号，接收并处理所述图像采集器采集的图像，提取待 测小麦穗部形态参数信息；显示器，用于显示所述控制器处理得到的小麦穗部形态参数信 息；夹持器，可拆卸且高度可调地与所述图像采集器相连，用于夹持固定待测量小麦。其中，该装置还包括存储器，所述控制器相连，用于存储所述图像采集器采集到 的图像以及待测小麦穗部形态参数信息。其中，该装置还包括滤光片，设置于所述图像采集器前端。其中，该装置还包括电池，分别与所述图像采集器、控制器以及显示器相连。其中，该装置还包括充电接口。其中，该装置还包括USB接口。其中，该装置为手枪形状，枪管内从后端到枪口分别设置所述存储器、控制器以 及图像采集器，所述USB接口设置在所述存储器下方，枪口设置所述滤光片，枪管上表面设
3置所述显示器，手柄内部设置所述电池，手柄底端设置所述充电接口，所述夹持器设置在枪 口下沿，扳机与所述控制器连接，用于启动该测量装置。其中，所述夹持器包括连接杆，一端可拆卸且高度可调地设置在所述枪口下沿； 夹持端，设置于所述连接杆另一端，用于夹持固定待测量小麦茎秆。(三)有益效果本实用新型集成了图像采集器、控制器、接口器、电池、显示器和夹持器，实现了实 时无损测量小麦穗部外部形态参数的功能；通过内嵌的控制器可直接显示结果，便于观察， 不用再将图像传输到计算机上处理，省时省力；配备的存储器能将采集到的图像直接存储， 减少了传输过程的时间；自带的大容量电池可为相应装置提供所需的能量，携带方便，随时 随地均可操作；样品夹持器的设计减少了因认为手持带来的抖动可能对样品成像产生的影 响，使采集到的图像清晰易处理。本实用新型装置具有携带方便、实时处理并显示、原始数 据和处理结果完整保存和外形美观大方等优点。

图1为依照本实用新型一种实施方式的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损 测量装置的分解示意图；图2为依照本实用新型一种实施方式的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损 测量装置外部整体构造图；图3为使用本实用新型装置采集到的小麦图像；图4为使用本实用新型装置图像处理后芒示的示意图；图5为使用本实用新型装置图像处理后穗身的示意图。
具体实施方式
本实用新型的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，结合附图和实施 例详细说明如下。如图1所示，依照本实用新型一种实施方式的基于机器视觉的小麦穗部形态参数 无损测量装置，该装置包括图像采集器1，用于采集待测小麦穗部图像并发送至控制器2 ； 控制器2，向图像采集器1发送控制信号，接收并处理图像采集器1采集的图像，提取待测小 麦穗部形态参数信息；显示器4，显示控制器2处理得到的小麦穗部形态参数信息，包括芒 长、芒个数、穗长、穗形、小穗数等，方便观察测量结果；夹持器9，可拆卸且可灵活上下调节 地与图像采集器1相连，用于夹持固定待测量小麦，从而不用将待测量小麦摘下就能很好 的对其进行无损测量。优选地，图像采集器1为CXD相机，显示器4为LED显示屏。该装置还包括存储器5，通过接口器3与控制器2相连，存储图像采集器1采集 到的图像以及控制器2提取到的穗部形态参数信息，该存储器5优选为SD卡；透明滤光片 10，设置于图像采集器1前端，作为成像保护窗口以保护图像采集器1 ；电池7，与图像采集 器1、控制器2以及显示器4均相连，为整个装置提供稳定的直流电，使装置可以脱机操作， 便于携带，电池7所生电量通过显示器4进行显示，当电量不足时会进行闪烁提醒；充电 接口 8，为外接电源接口，可通过外接直流充电电源为装置充电，当电量补充完成后会通过 LED显示屏进行闪烁提醒；USB接口 6，可通过USB数据线与计算机相连，传输采集后的图像和麦穗形态参数数据。如图2所示，整个装置外部整体构造可为手枪形状，包括手柄12和扳机11，装置各 部件设置在腔体内，从枪管后端到枪口分别为存储器5、接口器3、控制器2以及图像采集器 1，枪口设置滤光片10，枪管上表面设置显示器4，存储器5下端设置USB接口 6，手柄12内 部设置电池7，手柄底端设置充电接口 8，夹持器9设置在枪口下沿，扳机11与控制器2连 接，用于启动该测量装置，使用时可用手握住手柄12，扣住扳机11即可对图像进行采集并 显示处理结果。如图1-2所示，该夹持器9包括连接杆，一端可拆卸且可调节高度地设置在枪口 下沿；夹持端，设置于连接杆另一端，可夹持固定待测量小麦茎秆。使用本装置在田间进行实地测量时，只要将麦穗用夹持器固定好，扣动扳机即可 对图像进行采集，采集后的图像效果如图3所示，对图3中各参数进行测量，显示结果分别 为，穗长7. 44cm、平均芒长2. 8cm、芒个数27、穗形椭圆、小穗数13，而通过人工目测和 直尺测量的麦穗实际外部参数分别为穗长-J. 4cm、平均芒长3. 0cm、芒个数27、穗形椭 圆、小穗数13。利用一定的算法，从图4中提取芒长，并将芒长端点标出，如图5所示，根据 标出的端点个数，计算出芒的个数。本实用新型装置集成了图像采集器、控制器、接口器、电池、显示器、存储器和夹持 器，实现了实时无损测量小麦穗部外部形态参数的功能；通过内嵌的控制器可直接显示结 果，便于观察，不用再将图像传输到计算机上处理，省时省力；配备的存储器能将采集到的 图像直接存储，减少了传输过程的时间；自带的大容量电池可为相应装置提供所需的能量， 携带方便，随时随地均可操作；样品夹持器的设计减少了因认为手持带来的抖动可能对样 品成像产生的影响，使采集到的图像清晰易处理。本实用新型装置具有携带方便、实时处理 并显示、原始数据和处理结果完整保存和外型美观大方等优点。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领 域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和 变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应 由权利要求限定。
权利要求一种基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在于，该装置包括图像采集器，用于采集待测小麦穗部图像并发送至控制器；控制器，用于向所述图像采集器发送控制信号，接收并处理所述图像采集器采集的图像，提取待测小麦穗部形态参数信息；显示器，用于显示所述控制器处理得到的小麦穗部形态参数信息；夹持器，可拆卸且高度可调地与所述图像采集器相连，用于夹持固定待测量小麦。
2.如权利要求1所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，该装置还包括存储器，所述控制器相连，用于存储所述图像采集器采集到的图像以及待测小麦穗部 形态参数信息。
3.如权利要求1所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，该装置还包括滤光片，设置于所述图像采集器前端。
4.如权利要求1所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，该装置还包括电池，分别与所述图像采集器、控制器以及显示器相连。
5.如权利要求1所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，该装置还包括充电接口。
6.如权利要求1所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，该装置还包括USB接口。
7.如权利要求1-6任一项所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其 特征在于，该装置为手枪形状，枪管内从后端到枪口分别设置所述存储器、控制器以及图 像采集器，所述USB接口设置在所述存储器下方，枪口设置所述滤光片，枪管上表面设置所 述显示器，手柄内部设置所述电池，手柄底端设置所述充电接口，所述夹持器设置在枪口下 沿，扳机与所述控制器连接，用于启动该测量装置。
8.如权利要求7所述的基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，其特征在 于，所述夹持器包括连接杆，一端可拆卸且高度可调地设置在所述枪口下沿；夹持端，设置于所述连接杆另一端，用于夹持固定待测量小麦茎秆。
专利摘要本实用新型涉及一种基于机器视觉的小麦穗部形态参数无损测量装置，该装置包括图像采集器，采集待测量小麦穗部图像并发送至控制器；控制器，向所述图像采集器发送控制信号，接收并处理所述图像器采集的图像；显示器，显示所述控制器处理得到的小麦穗部形态参数信息；存储器，与控制器相连，用于存储所述图像采集器采集到的图像以及待测小麦穗部形态参数信息；夹持器，可拆卸且高度可调地与所述图像采集器相连，用于夹持固定待测量小麦。本实用新型的装置可在不损坏小麦植株的前提下，直接用于在田间提取小麦穗部外部形态特征；可防止测量装置采集图像时外界条件变化对样品造成的影响，且装置体积小、测量效率高。
文档编号G01B11/02GK201740510SQ20102025757
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者乔晓军, 朱大洲, 毕昆, 王成, 赵春江 申请人:北京农业智能装备技术研究中心